KR100781350B1 - High Brightness Back Light Device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고휘도 백라이트장치에 관한 것으로, 소정의 전압 펄스에 의해 가시광을 출력하는 광원체(11)를 일측부에 형성한 광원부(10)와, 상기 광원부(10)에서 발생되는 측부 가시광을 전면에 일정한 휘도로 반사되는 각도의 경사로 설치되는 반사판(21)을 가시광이 출광되는 측부에 형성한 반사부(20)와, 상기 반사부(20)의 전면에 반사판(21)에서 반사되어 출광되는 표시판(31)을 형성하되, 표시판(31)의 후면으로 반사판(21)에서 반사된 가시광의 입사각에 따라 표시판(31)에 수직방향으로 지향하는 휘도의 각도로 돌출 형성한 굴절돌기(33)를 복수로 형성한 표시프리즘(32)을 일체로 형성한 표시부(30)를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-brightness backlight device, comprising a light source unit (10) having a light source unit (11) formed at one side and a side visible light generated from the light source unit (10) formed on one side thereof. A reflector 20 having a reflection plate 21 formed at an inclination of an angle reflected at a constant luminance on a side where visible light is emitted, and a display panel reflected by the reflector 21 on the front surface of the reflector 20 and outputting light; 31 is formed, and a plurality of refracting protrusions 33 protruded at an angle of luminance directed in a direction perpendicular to the display panel 31 according to the incident angle of visible light reflected from the reflecting plate 21 toward the rear of the display panel 31. It is characterized by including the display unit 30 formed integrally with the formed display prism 32.

발광체, 평판렌즈, 반사프리즘, 표시프리즘, 굴절돌기 Light Emitter, Flat Lens, Reflective Prism, Display Prism, Refractive Projection

Description

고휘도 백라이트장치 {High Brightness Back Light Device}High Brightness Back Light Device

도 1은 일반적인 브이형 반사부를 가진 직하형 백라이트장치를 나타내는 구성도.1 is a block diagram showing a direct type backlight device having a general V-shaped reflector.

도 2는 일반적인 곡선형 반사부를 가진 직하형 백라이트장치를 나타내는 구성도.2 is a block diagram showing a direct type backlight device having a general curved reflector.

도 3은 일반적인 평면형 반사부를 가진 직하형 백라이트장치를 나타내는 구성도.3 is a block diagram showing a direct type backlight device having a general planar reflector.

도 4는 일반적인 인쇄방식의 도광판형 백라이트장치를 나타내는 구성도. 4 is a configuration diagram showing a light guide plate type backlight device of a general printing method.

도 5는 일반적인 브이컷 방식의 도광판형 백라이트장치를 나타내는 구성도.5 is a configuration diagram showing a light guide plate type backlight device of a general V-cut method.

도 6은 일반적인 브이컷 방식의 도광판을 경사상태로 형성한 백라이트장치를 나타내는 구성도. 6 is a configuration diagram illustrating a backlight device in which a general V-cut light guide plate is formed in an inclined state.

도 7은 종래기술의 백라이트 장치를 나타내는 사시도.7 is a perspective view showing a backlight device of the prior art;

도 8은 종래기술의 백라이트 장치의 주요부부을 나타내는 일부 절개 단면도. Fig. 8 is a partial cutaway sectional view showing a main portion of a backlight device of the prior art.

도 9는 본 발명에 따른 고휘도 백라이트장치에 실시예 1을 나타내는 구성도.9 is a block diagram showing a first embodiment in a high-brightness backlight device according to the present invention.

도 10은 본 발명에 따른 고휘도 백라이트장치의 실시예 2를 나타내는 구성도. 10 is a block diagram showing a second embodiment of a high-brightness backlight device according to the present invention.

도 11은 본 발명에 따른 고휘도 백라이트장치의 실시예 3을 나타내는 구성도.11 is a block diagram showing a third embodiment of a high-brightness backlight device according to the present invention;

도 12는 본 발명에 따른 고휘도 백라이트장치의 실시예 4를 나타내는 구성도.12 is a configuration diagram showing Embodiment 4 of a high brightness backlight device according to the present invention;

도 13은 본 발명에 따른 고휘도 백라이트장치의 실시예 5를 나타내는 구성도.Fig. 13 is a block diagram showing a fifth embodiment of a high-brightness backlight device according to the present invention;

도 14는 본 발명에 따른 고휘도 백라이트장치의 실시예 6을 나타내는 구성도.14 is a block diagram showing a sixth embodiment of a high-brightness backlight device according to the present invention;

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

1 : 백라이트 10 : 광원부1: backlight 10: light source

11 : 광원체 12 : 평판렌즈11 light source body 12 flat lens

13 : 광원체렌즈 20 : 반사부13 light source body lens 20 reflecting unit

21 : 반사판 22 : 반사프리즘21: reflector 22: reflection prism

23 : 굴절돌기 30 : 표시부23: refractive projection 30: display unit

31 : 표시판 32 : 표시프리즘31: display plate 32: display prism

33 : 굴절돌기 A : 임의의 수평면33: refractive projection A: any horizontal plane

B : 임의수평면 C : 굴절각도B: arbitrary horizontal plane C: angle of refraction

C2 : 임계각 N1 : 공기굴절률C2: critical angle N1: air refractive index

N2 : 재료굴절률 R : 발광각도N2: material refractive index R: emission angle

R0 : 반사광각도 R1 : 반사각도R0: reflection angle R1: reflection angle

R2 : 굴절각도 R3 : 전반사각도R2: Refraction angle R3: Total reflection angle

R4 : 출광굴절각도 α : 입사각R4: Outgoing refraction angle α: Incident angle

β : 출광각 θ1 : 입사광사이각β: outgoing angle θ1: incident light angle

θ2 : 투과광사이각 φ1 : 굴절광사이각θ2: transmitted light angle φ1: refractive light angle

φ2 : 반사광사이각 φ3 : 출광각사이각φ2: reflected light angle φ3: emitted light angle

δ : 반사사이각 δ: angle between reflections

본 발명은 고휘도 백라이트장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액정표시장치(LCD ; Liquid Crystal Device)의 백라이트장치에 있어서, 광원체에서 발광된 가시광을 반사하는 반사판과 출광된 가시광을 표시하는 표시판에 선택적으로 일체로 가시광이 수직방향을 지향하여 휘도를 균일화시키는 각도로 돌출된 굴절돌기를 복수로 형성한 프리즘을 형성하여 도광판이 없이도 휘도의 균일성을 향상하는 고휘도 백라이트장치에 관한 것이다. The present invention relates to a high-brightness backlight device, and more particularly, to a backlight device of a liquid crystal display (LCD), which is selectively selected from a reflective plate reflecting visible light emitted from a light source body and a display panel displaying outgoing visible light. The present invention relates to a high-brightness backlight device in which visible light is directed in a vertical direction to form a prism having a plurality of refraction protrusions protruding at an angle to equalize luminance, thereby improving the uniformity of luminance without a light guide plate.

일반적으로, 인가전압에 따른 액정의 투과도의 변화를 이용하여 각종 장치에서 발생되는 여러 가지 전기적인 정보를 시각정보로 변화시켜 전달하는 전자 소자에 일환으로 사용되는 액정표시장치(LCD ; Liquid Crystal Device)는 동작 전압이 낮아 소비 전력이 적고, 휴대용으로 쓰일 수 있어 손목시계, 컴퓨터 등에 널리 쓰이고 있는 평판 디스플레이의 일종이다. In general, a liquid crystal display (LCD) is used as part of an electronic device that changes and transmits various electrical information generated by various devices into visual information by using a change in transmittance of liquid crystal according to an applied voltage. It is a kind of flat panel display widely used in wristwatches and computers because it has low power consumption and low power consumption.

상기와 같은 액정표시장치는 산업계 뿐만 아니라 각 가정에도 보급되고 용도에 맞춰 다양화와 확대를 지속하고 있으며, 박형, 저가, 저소비 전력구동으로 집적회로와의 정합성도 좋으므로, 랩 톱 컴퓨터(lap top computer)나 포켓 컴퓨터(pocket computer)의 표시 외에 차량 적재용, 칼라텔레비전 화상용으로 휴대가 간편한 박형으로 용도에 따라 형태와 크기를 다양하게 생산할 수 있으므로 그 용도가 급속하게 확대되고 있다.The liquid crystal display as described above is widely distributed in various industries as well as in the home industry, and continues to be diversified and expanded according to the use, and has good compatibility with integrated circuits due to thin, low cost, and low power consumption. In addition to the display of a computer or a pocket computer (pocket computer), it is a thin, easy to carry for loading a vehicle, color television images, and can be produced in various shapes and sizes according to the use, and its use is rapidly expanding.

정보화 사회에서의 표시 디바이스(device)로서의 액정 표시 장치의 개발은 눈부신 발전을 하고 있으며, 그 역할도 중요하게 되고 있다. 그러나, 액정표시 장치는 자 체 발광하지 못하므로 일반적으로 사용되고 있는 투과형 타입에서는 백라이트가 필요하기 때문에 액정표시 장치 자체만이 아니라, 사용하는 백라이트의 성능에 의존하는 바가 크다.The development of a liquid crystal display device as a display device in the information society has made remarkable progress, and its role is also becoming important. However, since the liquid crystal display device does not emit light by itself, since a backlight is required in a transmission type that is generally used, it is not only the liquid crystal display device itself but also largely depends on the performance of the backlight used.

또한, 유도등과 광고등과 같이 밝은 휘도로 외부에 표시되는 장소에서도 백라이트의 성능에 의존하고 있다.In addition, even in places that are displayed externally with bright brightness, such as induction lamps and advertisement lamps, the performance of the backlight depends.

일반적으로 백라이트는 주로 형광 램프를 사용하며, 형광 램프는 구조적으로 직관 현광 램프와 플랫 형광 램프가 있으며, 직관 형광 램프에는 조명 방식에 따라 반사판 방식과 도광체 방식이 있다. In general, the backlight mainly uses a fluorescent lamp, and the fluorescent lamp has a linear fluorescent lamp and a flat fluorescent lamp structurally, and the fluorescent lamp includes a reflector method and a light guide method according to an illumination method.

또한, 형광 램프에는 방전 전극에 따라 열음극과 냉음극이 있으며, 냉음극 형광램프는 열음극 형광 램프와 비교하여 수명이 길지만 발광 효율이나 휘도에서 떨어진다. 최근에는 수명의 중요성이 강조되어 냉음극의 사용이 증가되고 있다.In addition, the fluorescent lamp includes a hot cathode and a cold cathode depending on the discharge electrode. The cold cathode fluorescent lamp has a longer life compared to the hot cathode fluorescent lamp, but is inferior in luminous efficiency or luminance. In recent years, the importance of lifespan has been emphasized, increasing the use of cold cathodes.

특히, 노트북 컴퓨터와 같은 휴대용 기기의 액정표시장치에 있어서, 액정을 이용한 화면 표시 장치의 백라이트 장치는 필수의 광학 장치이며, 특히 CRT(Cathode Ray Tube)등과 대등한 화면 표시를 위해서는 디스플레이 장치의 휘도, 균일성, 칼라 등이 중요한 변수로 작용하고 있다.In particular, in the liquid crystal display device of a portable device such as a notebook computer, the backlight device of the screen display device using the liquid crystal is an essential optical device, and in particular, in order to display the screen equivalent to the CRT (Cathode Ray Tube), the brightness of the display device, Uniformity and color are important factors.

상기와 같이, 중요한 변수로 작용하는 일반적인 백라이트 장치 중에 반사판 방식의 백라이트 장치를 도 1 내지 도 3에서 살펴보면 다음과 같다.As described above, the backlight device of the reflector type among the general backlight devices serving as important variables will be described with reference to FIGS. 1 to 3.

표시부(3a)의 내측으로 발광체(2)를 형성하고 후면에 형성된 반사부(8)에서 발광되는 발광체(2)를 반사하여 전면의 표시부(3a)로 발광하도록 형성하는 것으로, 도 1은 브이형 반사부와 도 2는 곡선형 반사부 및 도 3은 평면 형태의 반사부를 형성한 다.The light emitter 2 is formed inside the display unit 3a and reflects the light emitter 2 emitted from the reflector 8 formed on the rear surface to emit light to the front display unit 3a. 2 shows a curved reflector and FIG. 3 a reflector in a planar shape.

따라서, 발광체의 가시광을 반사부로 반사시켜 표시부로 조사하는 것으로, 표시부의 크기에 따라 광원과 반사부가 일정한 간격을 유지하여야 함으로써, 부피가 증대하고 광원에서 직접 조사되는 직하형태로 발광체가 설치된 중앙에 빛이 집중 반사되고 발광체의 주변부에서 휘도가 떨어지는 휘도의 불균등화 현상이 발생하는 문제점이 있었다.Therefore, the visible light of the light emitting body is reflected to the reflecting unit and irradiated to the display unit. The light source and the reflecting unit have to be kept at regular intervals according to the size of the display unit, so that the volume is increased and the light is installed in the center where the light emitting unit is installed directly under the light source. There was a problem in that the unevenness of the luminance was reduced and the luminance was lowered at the peripheral portion of the light emitting body.

이에, 최근에는 측면에 발광체를 형성하여 도광판을 통하여 표시부로 조사하는 도광체 방식에 백라이트 장치를 개시한 바, 이를 도 4 내지 도 6을 참조하면서 살펴보면 다음과 같다.Therefore, recently, a backlight device is disclosed in a light guide system in which a light emitter is formed on a side surface and irradiated to a display unit through a light guide plate, which will be described with reference to FIGS. 4 to 6.

일측으로, 발광체(2)를 형성하고 발광체(2)의 빛을 내부로 조사하도록 도광체(4)를 연결형성하여 도광체(4) 내부에서 굴절되는 발광체(2)의 빛을 후면에서 산란시켜 전면에 표시부(3a)에 균등하게 조사하도록 패턴부(4a)를 형성하여 구성한다.On one side, the light emitter 2 is formed and the light guide 4 is connected to irradiate the light from the light emitter 2 to the inside to scatter the light of the light emitter 2 refracted in the light guide 4 from the rear side. The pattern portion 4a is formed so as to irradiate the display portion 3a evenly on the entire surface.

상기 패턴부(4a)는 도 5에서 도시한 바와 같이 브이형 홈이 복수로 형성시킨 산란부(4b)를 형성하여 산란효율을 증대시키도록 한다.As shown in FIG. 5, the pattern part 4a forms a scattering part 4b having a plurality of V-shaped grooves to increase scattering efficiency.

또한, 상기 산란부(4b)가 형성된 도광체(4)의 후부를 도 6에서 도시한 바와 같이, 일정한 각도로 경사지도록 형성하여 산란효율을 향상시키도록 한다.In addition, as shown in FIG. 6, the rear portion of the light guide 4 having the scattering portion 4b is formed to be inclined at a predetermined angle to improve scattering efficiency.

상기와 같이, 측부로 발광체를 형성하여 평면과 가까운 형태의 액정표시장치를 형성함으로써, 산업용 및 일반용으로 사용범위를 확대시키고 제품의 폭을 대폭 축소시켰으나, 발광체에서 발생된 빛을 일차적으로 도광체의 내부에 입사되어 후면에 형성된 패턴 및 복수의 홈으로 형성된 산란부로 산란시켜 빛을 조사되어 도광체의 내부에서 발광체의 가시광이 입사와 산란 등의 과정을 거치면서 약화되어 휘도가 낮으며 가시광의 산란이 도광체 재료의 투과율에 따라 변형이 생김에 따라 균일한 분포를 얻기 어려운 문제점이 있었다.As described above, the light emitting body is formed on the side to form a liquid crystal display device having a shape close to a flat surface, thereby extending the range of use for the industrial and general use and greatly reducing the width of the product. The light is irradiated by scattering into the scattering part formed by the pattern formed on the back and the pattern formed on the rear surface and the plurality of grooves, so that the visible light of the light emitter is weakened through the process of incidence and scattering. As deformation occurs depending on the transmittance of the light guide material, it is difficult to obtain a uniform distribution.

또한, 상기 측부로 발광체를 형성한 도광체형태의 액정표시장치는 빛이 굴절되는 도광체의 후면에 패턴과 홈과 같은 산란부를 형성하여 굴절과 산란이 같은 장소에서 발생함에 따라 가시광의 출광 경로의 예측이 불가능하고 혼선된 출광경로에 따라 표시부에 수직방향의 직진성을 고려하기 어려움에 따라 휘도의 편향성이 증대되어 펄스값에 따른 정확한 가시광의 조사가 어려워 액정화면 구성이 어렵고 질이 저하되며, 일정한 경사면을 형성하여 보상한다 하여도 한계가 있으므로, 휘도의 균일한 분포를 기대하기 어렵다.In addition, the liquid crystal display of the light guide type in which the light emitter is formed at the side part forms a scattering part such as a pattern and a groove on the rear side of the light guide where the light is refracted, so that the refraction and scattering occur at the same place. Due to the unpredictable and mixed outgoing path, it is difficult to consider the straightness in the vertical direction on the display part. Therefore, the luminance deflection is increased. Therefore, it is difficult to accurately display the visible light according to the pulse value. Even if the inclined surface is formed and compensated, there is a limit, so it is difficult to expect a uniform distribution of luminance.

그리고, 상기 측부로 발광체를 형성한 도광체형태의 액정표시장치는 도광체의 하부에 패턴을 부착하거나 복수의 홈을 가공하고 경사면을 형성하여 가시광을 산란시키는 것으로 이차가공에 따른 공정의 증설로 비용이 발생하고 생산성이 감소되는 문제점이 있었다.In the liquid crystal display of the light guide type having the light emitter formed on the side, the pattern is attached to the lower part of the light guide, or a plurality of grooves are formed and the inclined surface is scattered to scatter visible light. This occurred and there was a problem that productivity is reduced.

이와 같은, 도광판을 이용한 종래기술의 백라이트를 도 7 및 도 8을 참조하면서 살펴보면 다음과 같다.Such a backlight of the prior art using the light guide plate will be described with reference to FIGS. 7 and 8.

전압의 펄스를 발생하는 구동부(1)와, 상기 구동부(1)이 출력단에 연결되어 인가되는 펄스에 따라 방전하여 광을 발생하는 발광체(2)과, 상기 발광체(2)을 둘러싸고 있는 경판(3)과, 상기 발광체(2)에서 발생되는 빛을 이동시키고 빛을 난반사시키기 위한 도트 패턴(41)이 형성되어 있는 도광판(4)과, 상기 경판(3)을 도광판(4) 과 연결시키기 위한 양면 테이프(5)와, 상기 도광판(4)의 도트패턴(41)을 통과하지 않은 빛을 반사시키는 반사판(8)과, 상기 도광판(4)의 도트 패턴(41)을 통해 난반사된 빛을 확산시키는 확산판(6)과, 상기 확산판(6)을 통해 확산되는 빛을 집광하여 출력하는 프리즘(7)과, 상기 냉음극관(2)에서 발생하는 빛이 도광판(4)으로 입력되는 부분에 장착되어 빛의 일부를 흡수 반사시키는 블랙 테이프(9)로 이루어진다. A driver 1 for generating a pulse of voltage, a light emitter 2 for generating light by discharging according to a pulse applied by the driver 1 being connected to an output terminal, and a hard plate 3 surrounding the light emitter 2 ), A light guide plate 4 having a dot pattern 41 for moving light generated by the light emitter 2 and diffusely reflecting light, and a double-sided surface for connecting the light plate 3 to the light guide plate 4. A tape 5, a reflector 8 reflecting light that does not pass through the dot pattern 41 of the light guide plate 4, and diffusely diffused light through the dot pattern 41 of the light guide plate 4. The diffuser plate 6, a prism 7 for collecting and outputting light diffused through the diffuser plate 6, and mounted on a portion where light generated from the cold cathode tube 2 is input to the light guide plate 4. And black tape 9 which absorbs and reflects a part of the light.

상기 구동부(1)를 통해 소정의 전압 펄스가 발광체(2)으로 인가되면 방전이 이루어져 발광체(2)에서 가시광을 발생하게 된다. 상기 발광체(2)을 통해 발생된 빛은 첨부한 제2도에 도시되어 있듯이 도광판(4)으로 입사하여 이동하게 된다.When a predetermined voltage pulse is applied to the light emitter 2 through the driving unit 1, discharge occurs to generate visible light in the light emitter 2. Light generated through the light emitter 2 is incident and moved to the light guide plate 4 as shown in FIG.

상기 발광체(2)에서 발생되어 도광판(4)으로 입사하는 빛이 도트패턴(41)에 접촉되면, 가시광이 난반사되어 도광판(4)을 통하여 확산판(6)으로 입사된다.When light generated in the light emitter 2 and incident on the light guide plate 4 contacts the dot pattern 41, visible light is diffusely reflected to enter the diffuser plate 6 through the light guide plate 4.

상기 확산판(6)으로 입사된 빛은 1차 확산된 후 프리즘(7)을 통하여 집광되어 면광원을 형성하게 된다.The light incident on the diffuser plate 6 is first diffused and then collected through the prism 7 to form a surface light source.

이와 같은, 종래기술의 백라이트장치는 발광체에서 발생된 빛을 도광체의 내부를 통과하여 후부에 형성된 도트패턴에서 일차 난반사하고 전면에 형성된 확산판과 프리즘을 통해서 난반사된 빛을 확산 및 집광하여 외부로 표시하는 것으로 빛이 통과하는 난반사와 확산 및 집광 등의 복잡한 과정을 거쳐서 표시됨에 따라 발광체에서 발생된 가시광의 휘도가 낮아지는 문제점이 있었다. The backlight device of the related art passes through the inside of the light guide to the light generated by the light emitter and is first diffusely reflected in the dot pattern formed at the rear, and diffuses and condenses the light diffused through the diffuser plate and prism formed on the front to the outside. As the display is displayed through a complex process such as diffuse reflection and diffusion and condensation through which light passes, there is a problem in that the luminance of visible light generated by the light emitter is lowered.

또한, 종래기술의 백라이트장치는 발광체에서 입사되는 빛을 일부 흡수 반사 시켜 휘도의 균등성을 향상시키도록 형성하였으나, 입사각을 변위시키는데 흡수와 반사 에 의한 소극적인 방법으로 변위함에 따라 휘도의 균등성이 향상되는 정도가 미비한 문제점이 있었다.In addition, the backlight device of the prior art is formed to improve the uniformity of the brightness by partially absorbing and reflecting the light incident from the light emitter, but the degree of the uniformity of the brightness is improved by displacing the incident angle in a passive way by absorption and reflection There was a minor problem.

아울러, 종래기술의 백라이트장치는 발광체의 일측으로 하부에 도트패턴이 형성된 도광판을 형성하고, 도광판의 전면으로 난반사된 빛을 확산시키는 확산판을 형성하며, 확산판의 전면으로 확산된 빛을 집광하는 프리즘을 형성하여 빛을 조사하는 것으로 난반사에 따른 입사각과 도광판의 투사율에 따라 통과하는 빛의 투사각도와, 확산판의 확산 각도 및 프리즘을 통과하는 집광 각도를 모두 고려하여 백라이트장치를 형성하여야 함에 따라 제작과 조립이 어려워 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.In addition, the backlight device of the prior art forms a light guide plate with a dot pattern formed on one side of the light emitting body, a diffuser plate for diffusing the diffusely reflected light to the front of the light guide plate, and collects the light diffused to the front of the diffuser plate Forming a prism to irradiate light, the backlight device should be formed in consideration of both the incident angle due to diffuse reflection and the projection angle of the light guide plate, the diffusion angle of the diffuser plate, and the condensing angle passing through the prism. It is difficult to assemble and there is a problem that the productivity is lowered.

이와 같은, 문제점을 해결하고자 안출된 본 발명의 주목적은 측부에 형성된 광원체에 가시광을 표시부 전지역에 균등하게 조사하도록 일정한 각도의 프리즘을 일체로 형성하여 도광판이 없이도 출광효율을 증대시켜 생산성을 향상시키는데 있다.In order to solve the problems, the main object of the present invention is to form a prism of a certain angle integrally so that visible light is uniformly irradiated to the entire region of the display unit on the light source body formed on the side to increase the light output efficiency without the light guide plate to improve productivity. have.

또한, 본 발명의 다른 목적은 측부로 형성된 광원체의 일측으로 렌즈를 형성하여 광원체의 광원을 집광시켜 공급함에 따라 반사의 간격을 축소시켜 제품의 두께를 대폭 감소시킴에 따라 소비자 원하는 초박형의 양질의 제품을 제공하는데 있다. In addition, another object of the present invention is to form a lens on one side of the light source body formed in the side portion by condensing and supplying the light source of the light source body to reduce the thickness of the product by greatly reducing the thickness of the product, the ultra-high quality of the consumer desired To provide products.

아울러, 본 발명의 또 다른 목적은 광원체에서 발생된 가시광이 프리즘을 통과하여 출광되는 출광경로를 추적하여 최적화된 출광경로에 따라 반사되는 프리즘을 형성함으로써, 발광체의 가시광에 휘도를 효과적을 향상시키는데 있다.In addition, another object of the present invention is to trace the outgoing path of the visible light generated by the light source through the prism to form a prism that is reflected according to the optimized outgoing path, thereby effectively reducing the luminance to the visible light of the light emitting body To improve.

이와 같은, 목적을 달성하고자 안출된 본 발명의 고휘도 백라이트장치는 소정의 전압 펄스에 의해 가시광을 출력하는 광원체를 일측부에 형성한 광원부와, 상기 광원부에서 발생되는 측부 가시광을 전면에 일정한 휘도로 반사되는 각도의 경사로 설치되는 반사판을 가시광이 출광되는 측부에 형성한 반사부와, 상기 반사부의 전면에 반사판에서 반사되어 출광되는 표시판을 형성하되, 표시판의 후면으로 반사판에서 반사된 가시광의 입사각에 따라 표시판에 수직방향으로 지향하는 휘도의 각도로 돌출 형성한 굴절돌기를 복수로 형성한 표시프리즘을 일체로 형성한 표시부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다. The high-brightness backlight device of the present invention devised to achieve the above object comprises a light source unit having a light source body for outputting visible light by a predetermined voltage pulse on one side, and a side visible light generated by the light source unit at a constant luminance on the front surface. Reflecting plate formed on the side of the visible light is emitted reflecting plate is installed in the inclined angle of the reflection, and a display panel reflected by the reflecting plate to the front of the reflecting portion is formed, according to the incident angle of the visible light reflected from the reflecting plate to the back of the display panel And a display portion integrally formed with a display prism formed with a plurality of refractive projections protruding at an angle of luminance directed in a direction perpendicular to the display panel.

또한, 상기 광원부는 광원체에서 가시광이 출광되는 측부로 일정한 굴절률을 가지는 평판렌즈를 형성하여 광원체에서 출광되는 가시광이 일차적으로 평판렌즈에서 굴절되어 반사부로 출광되도록 구성하는 것을 특징으로 한다.In addition, the light source may be configured to form a flat lens having a constant refractive index toward the side where the visible light is emitted from the light source body so that the visible light emitted from the light source body is first refracted by the flat lens to be emitted to the reflector.

그리고, 상기 광원부는 광원체의 일측으로 일정한 굴절률을 가지는 광원체렌즈를 부착하여 광원체에서 발생되는 가시광을 출광측으로 부착된 광원체렌즈를 투과하여 반사부로 출광되도록 구성하는 것을 특징으로 한다.The light source unit may be configured to attach a light source body lens having a constant refractive index to one side of the light source body so that visible light generated from the light source body may pass through the light source body lens attached to the outgoing side to be emitted to the reflecting unit.

또한, 상기 표시부의 표시프리즘에 반사된 가시광을 굴절하도록 형성된 굴절돌기의 내각을 반사부에서 반사된 가시광의 입사각에 따라 0~90도로 형성하는 것을 특징으로 한다.In addition, the internal angle of the refraction protrusion formed to refract the visible light reflected on the display prism of the display unit may be formed at 0 to 90 degrees according to the incident angle of the visible light reflected from the reflecting unit.

또한, 상기 반사부는 광원체에서 출광된 가시광을 반사하는 일정한 경사로 형성된 반사판의 전면에 가시광의 입사각에 따라 표시부에 직진하는 휘도의 각도로 돌출 형성한 굴절돌기를 복수로 형성한 반사프리즘을 일체로 형성하여 평판 형상으로 전면에 형성된 표시부의 표시판으로휘도분포가 균일한 가시광을 반사하도록 구성하는 것을 특징으로 한다.In addition, the reflector integrally forms a reflective prism in which a plurality of refractive projections are formed on the front surface of the reflector formed with a predetermined inclination for reflecting the visible light emitted from the light source body, and a plurality of refractive protrusions are formed at an angle of luminance going straight to the display unit according to the incident angle of the visible light. The display panel is formed so that the luminance distribution reflects uniform visible light to the display panel formed on the entire surface in a flat plate shape.

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그리고, 상기 반사부는 반사프리즘에 반사된 가시광을 굴절하도록 형성된 굴절돌기의 내각을 광원체에서 출광된 가시광의 입사각에 따라 0~90도로 형성하는 것을 특징으로 한다.The reflection unit may form an inner angle of the refraction protrusion formed to refract the visible light reflected by the reflective prism to 0 to 90 degrees according to the incident angle of the visible light emitted from the light source body.

아울러, 상기 발광부의 발광체의 임의수평면을 기준으로 가시광의 발광각도와 수직각도인 90에서 반사프리즘의 굴절돌기에 굴절각의 법선과 반사사이각을 뺀 값을 두배로 하여 더한 값이 표시부에 반사되는 반사광각도를 계산하여 굴절돌기로 입사되어 출광하는 가시광의 경로에 따라 각도를 제어하도록 구성하는 것을 특징으로 한다.In addition, at 90, which is the light emission angle and the vertical angle of the visible light based on an arbitrary horizontal plane of the light emitter of the light emitting unit, the reflected light reflecting the display unit is obtained by doubling the value of the refraction angle of the reflective prism minus the angle between the normal and the reflection angle. It is characterized in that it is configured to control the angle in accordance with the path of the visible light which is incident to the refraction projection to emit light by calculating the angle.

이와 같이, 구성된 본 발명의 고휘도 백라이트장치의 바람직한 실시예를 도면을 참조하면서 살펴보면 다음과 같다. Thus, a preferred embodiment of the high brightness backlight device of the present invention configured as follows with reference to the drawings.

도 9는 본 발명에 따른 고휘도 백라이트장치에 실시예 1을 나타내는 구성도이고, 도 10은 본 발명에 따른 고휘도 백라이트장치의 실시예 2를 나타내는 구성도이며, 도 11은 본 발명에 따른 고휘도 백라이트장치의 실시예 3을 나타내는 구성도이고, 도 12는 본 발명에 따른 고휘도 백라이트장치의 실시예 4를 나타내는 구성도이며, 도 13은 본 발명에 따른 고휘도 백라이트장치의 실시예 5를 나타내는 구성도이고, 도 14는 본 발명에 따른 고휘도 백라이트장치의 실시예 6을 나타내는 구성도이다.9 is a block diagram showing a first embodiment in a high brightness backlight device according to the present invention, Figure 10 is a block diagram showing a second embodiment of a high brightness backlight device according to the present invention, Figure 11 is a high brightness backlight device according to the present invention 12 is a block diagram showing a fourth embodiment of a high brightness backlight device according to the present invention, Figure 13 is a block diagram showing a fifth embodiment of a high brightness backlight device according to the present invention, 14 is a block diagram showing a sixth embodiment of a high-brightness backlight device according to the present invention.

도 9 내지 도 14에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 고휘도 백라이트장치(1)는 가시광을 출력하는 광원체(11)를 측부에 형성한 광원부(10)와, 상기 광원부(10)의 가시 광을 반사하도록 측부의 후면에 형성된 반사부(20)와, 상기 반사부(20)의 전면으로 반사된 가시광을 표시하는 표시부(30)를 포함하여 구성한다.As shown in Figs. 9 to 14, the high brightness backlight device 1 of the present invention includes a light source unit 10 having a light source body 11 for outputting visible light on its side, and a visible light of the light source unit 10. It includes a reflector 20 formed on the rear of the side portion to reflect, and a display unit 30 for displaying the visible light reflected to the front of the reflector 20.

상기 광원부(10)는 소정의 전압 펄스에 의해 가시광을 출력하는 광원체(11)를 일측부에 형성하도록 구성한다.The light source unit 10 is configured to form a light source body 11 on one side that outputs visible light by a predetermined voltage pulse.

이때, 소정의 전압 펄스는 일반적인 광원은 길이에 따라 600~2000V의 전압이 필요하고, 반도체 소자를 사용하는 경우에는 3~10V정도의 전압펄스가 소요된다.
여기서, 상기 광원부(10)는 광원체(11)에서 가시광이 출광되는 측부로 일정한 굴절률을 가지는 평판렌즈(12)를 형성하여 광원체(11)에서 출광되는 가시광이 일차적으로 평판렌즈(12)에서 굴절되어 반사부(20)로 출광되도록 구성할 수도 있다.In this case, the predetermined voltage pulse requires a voltage of 600 ~ 2000V according to the length of the general light source, and takes a voltage pulse of about 3 ~ 10V when using a semiconductor device.
Here, the light source unit 10 forms a flat lens 12 having a constant refractive index toward the side where the visible light is emitted from the light source body 11 so that the visible light emitted from the light source body 11 is primarily the flat lens 12. It may be configured to be refracted and emitted to the reflector 20.

또한, 상기 광원부(10)는 광원체(11)의 일측으로 일정한 굴절률을 가지는 광원체렌즈(13)를 부착하여 광원체(11)에서 발생되는 가시광을 출광측으로 부착된 광원체렌즈(13)를 투과하여 반사부(20)로 출광되도록 구성할 수도 있다.In addition, the light source unit 10 attaches a light source body lens 13 having a constant refractive index to one side of the light source body 11 so that the visible light generated from the light source body 11 is attached to the light exiting side. It may be configured to transmit through the reflection portion 20 to be transmitted.

상기 반사부(20)는 광원부(10)에서 발생되는 측부 가시광을 전면에 일정한 휘도로 반사되는 각도의 경사로 설치되는 반사판(21)을 가시광이 출광되는 측부에 형성하도록 구성한다.The reflecting unit 20 is configured to form a reflecting plate 21 on the side where visible light is emitted to the side visible light emitted from the light source unit 10 inclined at an angle reflected at a constant luminance on the front surface.

여기서, 상기 반사부(20)는 광원체(11)에서 출광된 가시광을 반사하는 일정한 경사로 형성된 반사판(21)의 전면에 가시광의 입사각에 따라 표시부(30)에 직진하는 휘도의 각도로 돌출 형성한 굴절돌기(23)를 복수로 형성한 반사프리즘(22)을 일체로 형성하여 평판 형상으로 전면에 형성된 표시부(30)의 표시판(31)으로 직진하는 휘도분포가 균일한 가시광을 반사하도록 구성할 수도 있다.In this case, the reflector 20 protrudes from the light source body 11 to the front of the reflector 21 at a predetermined inclination for reflecting the visible light emitted from the light source body at an angle of luminance going straight to the display unit 30 according to the incident angle of the visible light. The reflective prism 22 having a plurality of refractive projections 23 formed integrally so that the luminance distribution traveling straight to the display panel 31 of the display portion 30 formed on the front surface in a flat shape may reflect uniform visible light. have.

또한, 상기 반사부(20)는 반사프리즘(22)에 반사된 가시광을 굴절하도록 형성된 굴절돌기(23)의 내각을 광원체(11)에서 출광된 가시광의 입사각에 따라 0~90도로 형 성하는 것이 바람직하다. In addition, the reflector 20 forms an internal angle of the refraction protrusion 23 formed to refract the visible light reflected by the reflective prism 22 to 0 to 90 degrees according to the incident angle of the visible light emitted from the light source body 11. It is preferable.

아울러, 상기 발광부(10)의 발광체(11)의 임의수평면(B)을 기준으로 가시광의 발광각도(R)와 수직각도인 90에서 반사프리즘(22)의 굴절돌기(23)에 굴절각(C)의 법선과 반사사이각(δ)을 뺀 값을 두배로 하여 더한 값이 표시부(30)에 반사되는 반사광각도(R0)를 계산하여 굴절돌기(23)로 입사되어 출광하는 가시광의 경로에 따라 각도를 제어하도록 구성하는 것이 바람직하다. In addition, the angle of refraction C to the refraction projections 23 of the reflective prism 22 at 90 degrees perpendicular to the emission angle R of visible light with respect to the arbitrary horizontal plane B of the light emitter 11 of the light emitting unit 10. Calculate the reflected light angle R0 reflected by the display unit 30 by doubling the value obtained by subtracting the normal between the normal line and the reflected angle δ and depending on the path of the visible light incident on the refraction protrusion 23 and exiting. It is preferable to configure to control the angle.

상기 표시부(30)는 반사부(20)의 전면에 반사판(21)에서 반사되어 출광되는 표시판(31)을 형성하되, 표시판(31)의 후면으로 반사판(21)에서 반사된 가시광의 입사각에 따라 표시판(31)에 직진하는 휘도의 각도로 돌출 형성한 굴절돌기(33)를 복수로 형성한 표시프리즘(32)을 일체로 형성하도록 구성한다.The display unit 30 forms a display panel 31 that is reflected from the reflecting plate 21 to the front side of the reflecting unit 20 and is outputted according to an incident angle of visible light reflected from the reflecting plate 21 toward the rear of the display panel 31. The display prism 32 formed with a plurality of refractive projections 33 protruding at an angle of luminance going straight to the display panel 31 is integrally formed.

여기서, 상기 표시부(30)의 표시프리즘(32)에 반사된 가시광을 굴절하도록 형성된 굴절돌기(33)의 내각을 반사부(20)에서 반사된 가시광의 입사각에 따라 0~90도로 형성하는 것이 바람직하다.Here, it is preferable to form the inner angle of the refraction protrusion 33 formed to refract the visible light reflected by the display prism 32 of the display unit 30 to 0 to 90 degrees according to the incident angle of the visible light reflected by the reflector 20. Do.

아울러, 상기 반사부(20)에서 임의의 수평면(A)를 기준으로 반사되어 입사되는 반사각도(R1)은 공기굴절률(N1)과 굴절돌기(33)의 재료굴절률(N2)에 의해 굴절되는 굴절각도(R2)는 반사각도(R1)와 경사진 굴절돌기(33)의 입사면의 법선과의 입사광사이각(θ1)은 절대각도(A)에서 굴절돌기(33)의 입사측 입사각(α)을 뺀 값으로, 이 입사광사이각(θ1)의 사인값과 공기굴절률(N1)을 곱한값과 재료굴절률(N2)과 굴절돌기(33)의 입사면 법선과 투과되는 가시광의 투과광사이각(θ2)의 사인값을 곱한값이 같으므로, 계산에 의해 투과광사이각(θ2)을 구하고, 절대각도(A)가 입사각 (α)보다 크거나 같으면 굴절각도는 입사각(α)에 투과광사이각(θ2)을 더한 값이고, 절대각도(A)가 입사각보다 작으면 입사각(α)에 투과광사이각(θ2)을 뺀 값으로 굴절각도(R2)를 산정하며, 굴절돌기(33)의 출광되는 출광각(β)과 굴절각도(R2)를 더한 광면의 법선과 투과되어 굴절되는 굴절광사이각(φ1)이 굴절돌기(33)의 재질에 임계각(C2)보다 크면 굴절광사이각(φ1)과 굴절돌기(33)의 출광면의 법선과 반사되어 진행되는 가시광의 반사광사이각(φ2)이 같으므로, 전반사각도(R3)는 직각인 90에서 출광각(β)과 굴절각도(R2)를 뺀 값을 두배로 한 값을 굴절각도(R2)와 더하여 산정하고, 굴절광사이각(φ1)이 굴절돌기의 재질에 임계각(C2)보다 작으면 굴절광사이각(φ1)의 사인값과 재료의 굴절률(N2)을 곱한값과 공기굴절률(N1)과 굴절돌기(33)의 출광면의 법선과 출광면에 굴절되어 출광되는 가시광의 각도인 출광사이각(φ3)의 사인값을 곱한 값이 같으므로, 계산으로 산출한 출광사이각(φ3)에 출광각(β)을 뺀 값을 출광굴절각도(R4)로 계산하여 굴절돌기(33)로 입사되어 출광하는 가시광의 경로에 따라 각도를 제어하도록 구성하는 것이 바람직하다.In addition, the reflection angle R1 reflected and incident on the arbitrary horizontal plane A by the reflector 20 is a refractive angle refracted by the air refractive index N1 and the material refractive index N2 of the refractive projection 33. (R2) is the angle of incidence (θ1) between the reflection angle (R1) and the normal of the incidence plane of the inclined refraction projection (33) is the incidence side incident angle (α) of the refraction projection (33) at the absolute angle (A). Is a value obtained by subtracting the sine of the incident light angle θ1 and the air refractive index N1 and the angle between the material refractive index N2 and the incidence plane normal of the refractive projection 33 and the transmitted light transmitted through the visible light (θ2). Since the product of the sine of () is the same, the calculated transmission angle (θ2) is calculated by calculation. If the absolute angle (A) is greater than or equal to the angle of incidence (α), the angle of refraction is the angle of incidence (α) to the angle of transmission light (θ2). If the absolute angle A is less than the incident angle, the refractive angle R2 is calculated by subtracting the incident light angle α from the transmitted light angle θ2, and the refractive projection 33 If the angle between the normal of the optical surface plus the outgoing light angle β and the refractive angle R2 and the refracted light angle φ1 transmitted and refracted are larger than the critical angle C2 in the material of the refraction projection 33, Since the angle φ2 between the normal line of the light exit surface of the refraction projection 33 and the reflected light propagated by the reflected light is the same, the total reflection angle R3 is the light exit angle β and the refraction angle ( The value obtained by doubling the value of R2) is calculated by adding the refractive angle (R2), and the sign of the refractive optical angle (φ1) is smaller than the critical angle (C2) of the refractive projection material. Value is the product of the refractive index (N2) of the material and the sine value of the angle between the air refractive index (N1) and the outgoing light angle (φ3), which is the angle of the normal light of the outgoing surface of the refracting projection 33 and the outgoing light is refracted on the outgoing surface Since the multiplied values are the same, the value obtained by subtracting the outgoing angle β from the outgoing light angle φ3 calculated by the calculation is calculated as the outgoing refractive index R4, and is incident on the refractive projection 33 and outputted. The light is preferably configured to control the angle according to the path of visible light.

이와 같이, 구성된 본 발명의 고휘도 백라이트장치을 다양한 실시예를 통하여 살펴보면 다음과 같다. As described above, the high brightness backlight device of the present invention will be described through various embodiments as follows.

도 9에서 도시한 바와 같이, 표시부(30)의 후면에 일체로 복수에 굴절돌기(33)가 형성된 표시프리즘(32)을 통하여 광원체(11)의 가시광을 출광할 경우에, 광원체(11)에서 발산되는 빛을 표 1을 통하여 살펴보면 다음과 같다.As shown in FIG. 9, when the visible light of the light source body 11 is emitted through the display prism 32 in which a plurality of refracting protrusions 33 are formed integrally on the rear surface of the display unit 30, the light source body 11. Looking at the light emitted from) through Table 1 as follows.

Figure 112005076047362-pat00001
Figure 112005076047362-pat00001

표 1에서 수평선을 기준으로 광원체(11)에서 발산되는 가시광의 각도에 범위를 후면부를 B라고 하고 전면부를 A라고 정의한다.In Table 1, the range of the angle of visible light emitted from the light source body 11 with respect to the horizontal line is defined as the rear portion B and the front portion A.

상기와 같이, 발산되는 광원체(11)를 측부로 형성하여 발광하면 후면에 전체로 균등하게 가시광이 출광되도록 일정한 각도로 경사지게 반사판(21)을 설치하여 광원체(11)에서 발생된 가시광을 일정한 휘도로 표시프리즘(32)과 일체로 형성된 표시부(30)에 반사시킨다.As described above, when the light source body 11 is emitted to the side to emit light, the reflecting plate 21 is inclined at a predetermined angle so that the visible light is uniformly emitted on the rear surface, so that the visible light generated from the light source body 11 is fixed. The brightness is reflected by the display unit 30 formed integrally with the display prism 32.

이렇게, 발광체(11)에서 발생되는 가시광을 경사진 반사부(20)를 통하여 복수의 굴절돌기(33)가 형성된 표시프리즘(32)을 통과하여 수평방향으로 지향하도록 입사되는 각도에서 굴절하여 표시부(30) 전체에서 수평방향으로 가시광을 굴절하여 출광한다. 이를 표 2를 통하여 살펴보면 다음과 같다.In this way, the visible light generated by the light emitter 11 is refracted at an incident angle to pass in a horizontal direction through the display prism 32 in which the plurality of refractive protrusions 33 are formed through the inclined reflector 20. 30) Refraction of visible light in the horizontal direction in the entire outgoing. Looking through this through Table 2 is as follows.

Figure 112005076047362-pat00002
Figure 112005076047362-pat00002

상기 표 2에서 보는 바와 같이 반사판(21)으로부터 입사되어 표시부(30)와 일체로 형성된 표시프리즘(32)의 굴절돌기(33)에서 굴절되어 수평방향을 지향하도록 빛의 방향을 제어하여 표시부(30)에 출광되는 빛을 휘도를 효율화 할 수 있다.As shown in Table 2, the display unit 30 controls the direction of the light so as to be refracted by the refraction projection 33 of the display prism 32 which is incident from the reflector 21 and integrally formed with the display unit 30 to point in the horizontal direction. ) Can be used to improve the luminance.

이렇게, 출광되는 가시광의 입사각도에 따른 광선의 경로를 계산하는 식을 살펴보면 다음과 같다.Thus, looking at the formula for calculating the path of the light beam according to the incident angle of the visible light is as follows.

Figure 112005076047362-pat00003
Figure 112005076047362-pat00003

표 3에서 보는 바와 같이, 임의의 수평선을 기준으로 반시계방향을 양의 각도로 한 수평면(A)과 반사판(21)에서 반사되어 입사되는 반사각도(R1)는 공기굴절률(N1)과 굴절돌기(33)의 재료굴절률(N2)에 의해 굴절각도(R2)로 굴절된다.As shown in Table 3, the reflection angle R1 reflected from the horizontal plane A and the reflecting plate 21 with the counterclockwise direction positive with respect to an arbitrary horizontal line is the air refractive index N1 and the refraction projections. It is refracted by the refractive angle R2 by the material refractive index N2 of (33).

상기 굴절되는 굴절각도(R2)를 계산하면 다음과 같다.
먼저, 굴절돌기(33)에 입사되는 반사각도(R1)와 경사진 굴절돌기(33)의 가시광 입사면의 법선과의 입사광사이각(θ1)은 굴절돌기(33)의 중앙 수직선을 기준으로 굴절돌기(33)의 입사측 입사각(α)을 빼서 입사광사이각(θ1)을 구한다.The refractive angle R2 is calculated as follows.
First, the incident light angle θ1 between the reflection angle R1 incident on the refraction protrusion 33 and the normal line of the visible light incident surface of the inclined protrusion 33 is refracted based on the center vertical line of the refraction protrusion 33. The incident light angle θ1 is obtained by subtracting the incident side incident angle α of the protrusion 33.

삭제delete

θ1=R1-α
상기 입사광사이각(θ1)의 사인(Sin)값과 공기굴절률(N1)을 곱한값과 재료굴절률(N2)과 굴절돌기(33)의 입사면을 통과한 후에 굴절돌기(33)의 내부로 투과되는 가시광과 입사면의 법선과의 사이각인 투과광사이각(θ2)의 사인(Sin)값을 곱한값이 같으므로, 계산에 의해 투과광사이각(θ2)을 구한다.
N1 Sin θ1 = N2 Sin θ2 → θ2 = Sin -1(N1/N2 Sin θ1)θ1 = R1-α
After passing through the incident surface of the material refractive index (N2) and the refraction projection (33) multiplied by the sine (Sin) value of the incident light angle (θ1) and the air refractive index (N1) and transmitted through the interior of the refraction projection (33) Since the value obtained by multiplying the sine value of the transmitted light angle θ2 which is the angle between the visible light and the normal of the incident surface is the same, the calculated light transmission angle θ2 is calculated by calculation.
N1 Sin θ1 = N2 Sin θ2 → θ2 = Sin -1 (N1 / N2 Sin θ1)

이렇게, 투과광사이각(θ2)을 구한 상태로 절대각도인 반사각도(R1)가 입사각(α)보다 크거나 같으면 굴절각도는 입사각(α)에 투과광사이각(θ2)을 더한 값이고, 절대각도인 반사각도(R1)가 입사각(α)보다 작으면 입사각(α)에 투과광사이각(θ2)을 뺀 값으로 굴절각도(R2)를 산정한다.
R1 ≥ α 이면 R2 = α+ θ2
R1 ＜ α 이면 R2 = α- θ2Thus, if the reflection angle R1 is the absolute angle and the reflection angle R1 is greater than or equal to the incident angle α in the state where the transmitted light angle θ2 is obtained, the refractive angle is the incident angle α plus the transmitted light angle θ2, and the absolute angle If the phosphorus reflection angle R1 is smaller than the incident angle α, the refractive angle R2 is calculated by subtracting the incident light angle α from the transmitted light angle θ2.
If R1 ≥ α then R2 = α + θ2
If R1 <α, R2 = α-θ2

이와 같이 굴절각도(R2)를 산정한 후에 굴절돌기(33)의 수직면을 중심으로 가시광이 굴절되어 출광되는 출광각(β)과 굴절각도(R2)를 더하여 굴절돌기(33)에 가시광선이 출광되는 출광면의 법선과 발광체(11)에서 발광되어 반사판(21)으로 반사된 가시광이 굴절돌기(33)를 통하여 투과되어 굴절되는 굴절광사이각(φ1)을 구한다.After calculating the refraction angle R2 as described above, visible light is emitted to the refraction protrusion 33 by adding the outgoing angle β and the refraction angle R2 to which the visible light is refracted around the vertical plane of the refraction protrusion 33. The angle between the normals of the outgoing surface and the visible light emitted from the light emitter 11 and reflected by the reflector 21 is transmitted through the refraction projection 33 to obtain the refracted light angle φ 1.

φ1 = R2 + β
상기와 같이, 굴절광사이각(φ1)이 굴절돌기(33)의 재질에 임계각(C2)보다 큰 경우에는 표 3에서 보는 바와 같이, 굴절광사이각(φ1)과 굴절돌기(33)의 출광면의 법선과 반사되어 진행되는 가시광의 반사광사이각(φ2)이 같으므로, 전반사각도(R3)는 직각인 90에서 출광각(β)과 굴절각도(R2)를 뺀 값을 두배로 한 값을 굴절각도(R2)와 더하여 산정한다.
C2 ＜ φ1
φ2 = φ1
R3 = R2 + 2[90- β - R2] φ1 = R2 + β
As described above, when the refraction light angle φ 1 is larger than the critical angle C 2 in the material of the refraction protrusion 33, as shown in Table 3, the refraction angle between the refraction light angle φ 1 and the refraction protrusion 33 is output. Since the angle between the normal of the optical surface and the reflected light (φ2) of the visible light propagating is the same, the total reflection angle (R3) is a value obtained by doubling the angle of the outgoing angle (β) and the refraction angle (R2) from the right angle 90. Is calculated by adding to the refractive angle R2.
C2 <φ1
φ2 = φ1
R3 = R2 + 2 [90- β-R2]

이와 같은 전반사각도(R3)는 수직방향인 90도가 되는 것이 바람직함에 따라 전반사각도(R3)를 90도로 만들기 위해서 굴절돌기(33)의 입사각(α)과 출광각(β)을 조절하여 휘도의 수직성을 향상시킨다. Since the total reflection angle R3 is preferably 90 degrees in the vertical direction, the luminance is adjusted by adjusting the incident angle α and the outgoing angle β of the refractive projection 33 to make the total reflection angle R3 90 degrees. Improves the verticality.

또한, 굴절광사이각이 굴절돌기의 재질에 임계각(C2)보다 작은 경우는 표 4를 참조하면서 살펴보면 다음과 같다. In addition, when the angle between the refracting light is smaller than the critical angle (C2) in the material of the refraction projection looking at Table 4 as follows.

Figure 112005076047362-pat00004
Figure 112005076047362-pat00004

상기 표 4에서 살펴본 바와 같이, 굴절광사이각(φ1)의 사인값과 재료의 굴절률(N2)을 곱한값과 공기굴절률(N1)과 굴절돌기(33)의 출광면의 법선과 출광면에 굴절되어 출광되는 가시광의 각도인 출광사이각(φ3)의 사인값을 곱한 값이 같으므로 출광사이각(φ3)을 산출한다.
C2 ≥ φ1
φ1 = β + R2
N2 Sin φ1 = N1 Sin φ3 → φ3 = Sin-1(N2/N1 Sin φ1)As shown in Table 4, the sine value of the refractive light angle (φ1) multiplied by the refractive index (N2) of the material and the refractive index of the air refractive index (N1) and the light emitting surface of the refractive projection 33 and the refractive surface Since the value obtained by multiplying the sine of the outgoing light angle? 3 which is the angle of visible light emitted is the same, the outgoing light angle? 3 is calculated.
C2 ≥ φ1
φ1 = β + R2
N2 Sin φ1 = N1 Sin φ3 → φ3 = Sin -1 (N2 / N1 Sin φ1)

이렇게, 산출된 출광사이각(φ3)에 수직면을 중심으로 굴절돌기(33)의 출광면 각도인 출광각(β)을 뺀 값을 출광굴절각도(R4)로 계산함에 따라, 굴절돌기(33)에 발광체(11)에서 반사판(21)을 통하여 입사되는 가시광의 모든 빛의 경로를 계산하여 표시부(30)에 방출되는 빛의 각도를 제어함에 따라 고휘도를 실현한다.
R4 = φ3 - β
도 12에서 도시한 바와 같이, 표시부(30)를 평판으로 형성하고 발광체(11)에서 발광되는 가시광을 전면으로 균등하게 반사하도록 발광체(11)에서 거리가 떨어지면 간격이 좁아지도록 경사진 반사판(20)의 전면에 일체로 복수의 굴절돌기(23)를 형성한 반사프리즘(22)을 통하여 수직방향을 지향하도록 표시부(30)로 가시광을 반사하여 출광하는 경우에, 광원체에서 발산되는 표 5을 통하여 살펴보면 다음과 같다.In this way, the refractive projection 33 is calculated by subtracting the outgoing angle β, which is the outgoing surface angle of the refractive projection 33 with respect to the calculated outgoing light angle φ3, as the outgoing refractive index R4. By calculating the path of all the light of the visible light incident through the reflector 21 in the light emitter 11 to control the angle of the light emitted to the display unit 30 to achieve high brightness.
R4 = φ3-β
As shown in FIG. 12, the reflector 20 is inclined to form the display unit 30 as a flat plate and to have a narrower distance therefrom when the distance from the light emitter 11 is equally reflected to the front surface to emit visible light emitted from the light emitter 11. When the visible light is reflected by the display unit 30 so as to be oriented in the vertical direction through the reflective prism 22 having the plurality of refractive protrusions 23 integrally formed on the front surface of the light source, Looking at it as follows.

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Figure 112005076047362-pat00005
Figure 112005076047362-pat00005

표 5에서 살펴본 바와 같이, 수평선을 기준으로 반시계 방향을 양의 기호 형성한 임의수평면(B)에서 발광체(11)에서 발광되는 가시광의 발광각도(R)와 직각인 90에서 반사프리즘(22)의 굴절돌기(23)에 굴절각(C)의 법선과 반사사이각(δ)을 뺀 값을 두배로 하여 더한 값이 표시부(30)에 반사되는 반사광각도(R0)로 산정된다.
R0 = R + 2(90- δ)As shown in Table 5, the reflection prism 22 at 90 perpendicular to the emission angle R of the visible light emitted from the light emitter 11 in an arbitrary horizontal plane B having a positive sign in a counterclockwise direction with respect to the horizontal line. The value obtained by doubling the value of the refraction projection 23 of the refraction angle C minus the normal between the refraction angle C and the reflection angle δ is calculated as the reflected light angle R0 reflected by the display unit 30.
R0 = R + 2 (90- δ)

상기 반사광각도(R0)는 90도를 이루는 것이 가장 바람직함으로써, 발광각도(R)와의 상관관계에 따라 굴절각(C)을 구하여 휘도의 직진성을 향상시킨 굴절각(C)을 가지는 복수의 굴절돌기(23)를 구비한 반사프리즘(22)을 반사판(21)에 일체로 형성하는 것이 바람직하다.Since the reflected light angle R0 is 90 degrees, it is most preferable to obtain the refractive angle C according to the correlation with the light emission angle R, so that the plurality of refractive projections 23 having the refractive angle C which improves the linearity of luminance are improved. It is preferable to integrally form the reflecting prism 22 with the reflection plate 21.

또한, 도 10, 도 11, 도 13 및 도 14에서 도시한 바와 같이, 광원체(11)의 출광측에 평판렌즈(32)와 광원체(11)에 직접 부착되는 광원체렌즈(33)를 부착하여 광원체(11)의 가시광 분포에 따라 표시프리즘(32)과 반사프리즘(22)에 도달하는 가시광의 차이를 광원에 특성을 변형시켜 원하는 각도와 세기의 가시광을 반사부(20)와 표시부(30)에 출광하여 출광효율을 향상시키도록 한다.
상기와 같이, 출광각도를 조절하여 표시부에 출광되는 가시광의 경로를 90도로 출사되게 함으로써, 동일광원에서 발생되는 휘도보다 향상된 휘도를 발현하여 고휘도를 실현한다.10, 11, 13, and 14, the flat lens lens 32 and the light source body lens 33 directly attached to the light source body 11 are disposed on the light exit side of the light source body 11. By varying the characteristics of the visible light reaching the display prism 32 and the reflecting prism 22 according to the visible light distribution of the light source body 11 by modifying the characteristics of the light source, the visible light of the desired angle and intensity is reflected by the reflector 20 and the display part. Outgoing light at 30 is used to improve light output efficiency.
As described above, by adjusting the light exit angle, the path of the visible light emitted by the display unit is emitted at 90 degrees, thereby realizing higher luminance than the brightness generated by the same light source.

따라서, 본 발명의 고휘도 백라이트장치(1)는 도광체가 없이 측면에서 발광체(11)로 출광되는 가시광을 광원의 특성과 백라이트장치(1)의 크기에 따라 평판렌즈(12)와 광원체렌즈(13)로 세기와 각도를 조절하면서 공급하면 반사부(20)나 표시부(30)에 가시광의 경로를 계산하여 수직으로 가시광이 향하도록 굴절시키는 복수의 굴절돌기(23, 33)를 형성한 반사프리즘(22)과 표시프리즘(33)을 각각 형성하여 발광체(11)에서 발생된 가시광을 수직방향으로 표시부(30)로 표시함에 따라 가시광 분포을 균일화하여 고휘도의 표시장치를 제공한다.Therefore, the high-brightness backlight device 1 of the present invention is a flat lens 12 and the light source lens 13 according to the characteristics of the light source and the size of the backlight device 1 to the visible light emitted from the side without the light guide 11 Reflective prism having a plurality of refracting protrusions 23 and 33 for calculating the path of visible light to the reflective part 20 or the display part 30 and refracting the visible light vertically when supplying the light while controlling the intensity and angle with 22) and the display prism 33 are respectively formed to display visible light generated from the light emitter 11 on the display unit 30 in the vertical direction, thereby providing a high brightness display device by uniformizing the visible light distribution.

이와 같이, 구성된 본 발명의 고휘도 백라이트장치는 측부에 펄스값에 따라 빛을 발산하는 발광체를 형성하고, 발광체에서 발산되는 빛의 반사범위를 확대하도록 일정한 각도로 경사지게 반사판을 형성하며, 반사판에서 반사된 빛의 입사각도에 따 라 표시부에서 광원을 직진화 시키는 각도로 표시부의 후면에 굴절돌기를 복수로 형성한 표시프리즘을 일체로 형성하는 것으로, 광원에서 발생한 빛을 경사진 반사판으로 표시부에 균등하게 반사시키고 표시부와 일체로 형성된 표시프리즘으로 수직방향으로 지향시켜 휘도의 분포를 균일화함에 따라 도광판 없이도 고휘도의 표시장치를 제공함으로써, 장치의 폭이 감소되어 범용성이 증대되고 원료비를 감소시키면서 출광효율을 증대시키는 효과를 제공한다.As described above, the high brightness backlight device of the present invention is configured to form a light emitting body emitting light according to a pulse value at the side, and to form a reflecting plate inclined at a predetermined angle to enlarge the reflecting range of light emitted from the light emitting body, and reflected from the reflecting plate. According to the angle of incidence of the light, the display unit is formed by integrating the display prism formed with a plurality of refractive projections on the rear side of the display unit at an angle to straighten the light source. The light generated from the light source is evenly reflected on the display unit with an inclined reflector. By directing the display prism formed integrally with the display unit in the vertical direction to uniformize the distribution of luminance, providing a high brightness display device without a light guide plate, the width of the device is reduced, thereby increasing the versatility and increasing the light output efficiency while reducing the raw material cost. Provide effect.

또한, 본 발명의 고휘도 백라이트장치는 빛을 발산하는 발광체의 일측으로 렌즈를 장착하여 발광체의 빛이 렌즈를 통과하면서 일정비율로 굴절시켜 반사판의 경사도의 조정이 가능함에 따라 표시부 전체로 빛이 도달하면서도 반사판의 간격을 축소시켜 장치의 폭을 대폭 감소시킴에 따라 범용성을 확대하는 효과를 제공한다.In addition, the high-brightness backlight device of the present invention is equipped with a lens on one side of the light emitting body that emits light, the light of the light emitting body is refracted at a constant rate while passing through the lens to adjust the inclination of the reflector, while the light reaches the entire display unit By reducing the spacing of the reflector, the width of the device is greatly reduced, thereby providing the effect of increasing versatility.

그리고, 본 발명의 고휘도 백라이트장치는 측부에 형성된 발광체에서 발생된 빛을 반사시키도록 일정한 경사로 형성된 반사판의 전면으로 광원에서 발생된 빛의 입사각에 따라 수직방향으로 지향 반사시키는 각도로 복수의 굴절돌기가 형성된 반사프리즘을 일체로 형성하여 수광된 빛을 반사부에서 바로 굴절시켜 표시부로 휘도분포가 균일하게 반사시킴으로써 출광효율을 증대시키는 효과를 제공한다. In addition, the high-brightness backlight device of the present invention has a plurality of refractive projections at an angle that is oriented in the vertical direction in accordance with the incident angle of the light generated from the light source to the front of the reflector formed at a predetermined inclination to reflect the light generated from the light emitting body formed on the side The formed reflection prism is integrally formed so that the received light is directly refracted by the reflecting portion to uniformly reflect the luminance distribution to the display portion, thereby providing an effect of increasing light output efficiency.

아울러, 본 발명의 고휘도 백라이트장치는 표시부에 형성된 표시프리즘과 반사부에 형성된 반사프리즘에 반사되거나 굴절되는 가시광의 출광경로를 모두 계산하여 최적의 출광경로에 따른 각 굴절돌기를 최적의 각도와 크기 및 수량으로 형성하여 발광체의 가시광을 정확하게 수직방향이 되도록 최적화 시켜 회도효율을 향상시키는데 있다. In addition, the high-brightness backlight device of the present invention calculates all the outgoing paths of the visible light reflected or refracted by the display prism formed on the display unit and the reflecting prism formed on the reflecting unit, so that each refractive projection according to the optimal outgoing path is It is formed in size and quantity to optimize the visible light of the luminous body in the vertical direction to improve the efficiency of recycling.

Claims (8)

소정의 전압 펄스에 의해 가시광을 출력하는 광원체(11)를 일측부에 형성하고, 광원체(11)에서 가시광이 출광되는 측부로 굴절률이 균일하도록 평판렌즈(12)를 형성하여 광원체(11)에서 출광되는 가시광이 일차적으로 평판렌즈(12)에서 굴절되어 출광되도록 형성한 광원부(10)와,A light source body 11 for outputting visible light by a predetermined voltage pulse is formed on one side, and the flat lens lens 12 is formed on the side where the visible light is emitted from the light source body 11 so that the refractive index is uniform. And a light source unit 10 formed so that visible light emitted from the light beam is first refracted by the flat lens 12 and is emitted. 상기 광원부(10)에서 발생되는 측부 가시광을 전면에 일정한 휘도로 반사되는 각도의 경사로 설치되는 반사판(21)을 가시광이 출광되는 측부에 형성한 반사부(20)와,A reflector 20 having a reflection plate 21 formed at an inclination of an angle at which side visible light generated by the light source unit 10 is reflected at a predetermined luminance on a front surface thereof on a side where visible light is emitted; 상기 반사부(20)의 전면에 반사판(21)에서 반사되어 출광되는 표시판(31)을 형성하되, 표시판(31)의 후면으로 반사판(21)에서 반사된 가시광의 입사각에 따라 표시판(31)에 휘도가 수직방향을 향하는 각도가 되도록 돌출 형성한 굴절돌기(33)를 복수로 형성한 표시프리즘(32)을 일체로 형성한 표시부(30)를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 고휘도 백라이트장치.A display panel 31 is formed on the front surface of the reflector 20 to reflect the light from the reflector 21, and is disposed on the display panel 31 according to the incident angle of visible light reflected from the reflector 21 toward the rear of the display panel 31. And a display unit (30) integrally formed with a plurality of display prisms (32) formed with a plurality of refractive projections (33) protruding from each other so that the luminance is at an angle toward the vertical direction. 삭제delete 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 광원부(10)는 광원체(11)의 일측으로 굴절률이 균일한 광원체렌즈(13)를 부착하여 광원체(11)에서 발생되는 가시광을 출광측으로 부착된 광원체렌즈(13)를 투과하여 반사부(20)로 출광되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 고휘도 백라이트장치.The light source unit 10 attaches a light source body lens 13 having a uniform refractive index to one side of the light source body 11 to transmit visible light generated from the light source body 11 to the light exiting body lens 13. High brightness backlight device, characterized in that configured to be emitted to the reflector 20. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 표시부(30)의 표시프리즘(32)에 반사된 가시광을 굴절하도록 형성된 굴절돌기(33)의 내각을 반사부(20)에서 반사된 가시광의 입사각에 따라 0~90도로 형성하는 것을 특징으로 하는 고휘도 백라이트장치.The inner angle of the refracting protrusion 33 formed to refract the visible light reflected by the display prism 32 of the display unit 30 may be formed at 0 to 90 degrees according to the incident angle of the visible light reflected by the reflector 20. High brightness backlight device. 삭제delete 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 반사부(20)는 광원체(11)에서 출광된 가시광을 반사하는 일정한 경사로 형성된 반사판(21)의 전면에 가시광의 입사각에 따라 표시부(30)에 휘도가 직진하는 각도로 돌출 형성한 굴절돌기(23)를 복수로 형성한 반사프리즘(22)을 일체로 형성하여 평판 형상으로 전면에 형성된 표시부(30)의 표시판(31)으로 수직방향으로 지향하는 휘도분포가 균일한 가시광을 반사하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 고휘도 백라이트장치.The reflector 20 is a refractive projection protruding at an angle in which the luminance is straight to the display unit 30 according to the incident angle of the visible light on the front of the reflecting plate 21 formed at a predetermined inclination reflecting the visible light emitted from the light source body 11. The reflective prism 22 having a plurality of 23 formed integrally is formed so that the luminance distribution directed in the vertical direction to the display panel 31 of the display unit 30 formed on the front surface in a flat shape reflects uniform visible light. High brightness backlight device, characterized in that. 제 1항 또는 제 6항에 있어서,The method according to claim 1 or 6, 상기 반사부(20)는 반사프리즘(22)에 반사된 가시광을 굴절하도록 형성된 굴절돌기(23)의 내각을 광원체(11)에서 출광된 가시광의 입사각에 따라 0~90도로 형성하는 것을 특징으로 하는 고휘도 백라이트장치.The reflector 20 may form an inner angle of the refraction protrusion 23 formed to refract the visible light reflected by the reflective prism 22 to 0 to 90 degrees according to the incident angle of the visible light emitted from the light source body 11. High brightness backlight device. 제 1항 또는 제 6항에 있어서,The method according to claim 1 or 6, 상기 발광부(10)의 발광체(11)의 임의수평면(B)을 기준으로 가시광의 발광각도(R)와 수직각도인 90에서 반사프리즘(22)의 굴절돌기(23)에 굴절각(C)의 법선과 반사사이각(δ)을 뺀 값을 두배로 하여 더한 값이 표시부(30)에 반사되는 반사광각도(R0)를 계산하여 굴절돌기(23)로 입사되어 출광하는 가시광의 경로에 따라 각도를 제어하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 고휘도 백라이트장치. The refractive angle (C) of the refractive projection (22) of the reflective prism 22 at 90 degrees perpendicular to the emission angle (R) of the visible light with respect to the arbitrary horizontal plane (B) of the light emitting unit 11 of the light emitting unit 10 The value obtained by doubling the value between the normal line and the reflection angle δ is calculated and the reflected light angle R0 reflected by the display unit 30 is calculated to determine the angle according to the path of visible light incident on the refraction protrusion 23 and emitted. High brightness backlight device, characterized in that configured to control.
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